پیشتازتک پلاسعلم و دانش

کشف بخار آب و باران در اتمسفر سیاره‌ای فراخورشیدی

فیلم سینمایی سرخ پوست

وجود بخار آب در اتمسفر سیاره‌ای در خارج از منظومه‌ی شمسی، دانشمندان را به احتمال وجود حیات در این جهان فراخورشیدی مشکوک کرده است.

تایید وجود بخار آب در سیاره ای بزرگتر از زمین

بخار آب در اتمسفر سیاره‌ی دوری که درست دو برابر اندازه‌ی زمین می باشد، تأیید شده است. این سیاره کوچک‌ترین دنیایی است که آب در اتمسفر اطرافش پیدا شده و احتمال دارد حتی آب به شکل باران نیز در آنجا ببارد. این موضوع موجب شده است که این سیاره کاندیدایی وسوسه‌انگیز برای جست‌وجو به‌دنبال حیات فرازمینی باشد.

یافتن حیات در اطراف سیاره فراخورشیدی

یافتن آب در اطراف یک سیاره فراخورشیدی (سیاره‌ای خارج از منظومه‌ی شمسی) برای دانشمندان هیجان‌انگیز است زیرا آب ماده‌ی ضروری برای زندگی روی زمین محسوب می‌شود. این ماده می‌تواند برای زندگی در دنیاهای دیگر نیز مهم باشد. پژوهشگران قبلا این مولکول با ارزش را در اطراف سیاره‌های فراخورشیدی پیدا کرده‌اند اما سیاره‌های مذکور مکان مناسبی برای زندگی نبودند. آن‌ها گلوله‌های عظیمی از گاز بودند که اندازه‌اشان با مشتری یا نپتون برابر بود و فاقد هرگونه سطحی برای زندگی به شکلی که ما اطلاعاتی در مورد آن داریم، بودند.

سیاره‌ی فراخورشیدی جدید که جزئیات آن در وبگاه آرکایو منتشر شده و مقاله‌های مرتبط با آن در مجله‌‌ Astronomical Journal ارائه و در Nature Astronomy منتشر شده است، ویژگی‌های خاصی دارد.

ویژگی های سیاره فراخورشیدی کشف شده

این سیاره که K2-18b نام دارد، تقریبا ۹ برابر زمین جرم دارد؛  این نوع اجرام آسمانی رامینی‌نپتون می نامند. اجرامی با این اندازه در کهکشان ما بسیار هستند، اما در منظومه‌ی شمسی وجود ندارند. سیاره‌ی K2-18b در مکانی مطبوع دور ستاره‌ی میزبان خود که K2-18 نام دارد، در گردش است؛ منطقه‌ی زیست‌پذیری که در آن دما برای جمع شدن آب روی سطح سیاره کاملا مناسب می باشد. این امر بدان معنی است که این سیاره ویژگی‌های مشترکی با زمین دارد.

بیورن بنکه پژوهشگر سیاره‌های فراخورشیدی در دانشگاه مونترال و نویسنده‌ی مطالعه‌ی منتشر شده در arXiv می‌گوید:

برای نخستین بار، ما یک سیاره را در این رژیم دمایی (رژیمی که بسیار شبیه زمین است) نشان می‌دهیم که در آن واقعا آب مایع وجود دارد.

درحالی‌که یافتن آب برای پژوهشگران سیاره‌های فراخورشیدی کشف بزرگی محسوب می شود، بی شک این جهان دارای اقیانوس باشد. درواقع بعید است که سطح این سیاره به علت بزرگی آن سنگی باشد.

سارا سیگر کارشناس سیاره‌های فراخورشیدی که در این پژوهش مشارکتی نداشته است، می‌گوید:

این سیارات شبیه زمین به نظر نمی‌رسند. این قطعا به شکل یک سیاره‌ی سنگی معمولی نیست. K2-18b همچنین در اطراف ستاره‌ای که شبیه خورشید ما نیست، در حال گردش است.

درمجموع، این عوامل به‌طور چشم‌گیری شانس وجود حیات در آنجا را کاسته.

چگونگی کشف سیاره K2-18b

پژوهشگران K2-18b را به کمک تلسکوپ فضایی کپلر کشف کردند. فضاپیمای کپلر، در فاصله‌ی ۱۶۰ میلیون کیلومتری از زمین در طول دهه‌ی گذشته به کشف سیاره‌های فراخورشیدی به سر برده اند. هر زمان که یک سیاره‌ی فراخورشیدی از میان ستاره‌ی میزبان خود و زمین گذر می‌کند، باعث می‌شود نور ستاره‌ی آن دچار افت شود. این تغییر کوچک را کپلر تشخیص می‌داد. با مشاهده‌ی این افت‌های نوری، کپلر بیش از دو هزار سیاره‌ی فراخورشیدی را کشف کرد. در سال ۲۰۱۵، این فضاپیما K2-18b را پیدا کرد که در فاصله‌ی ۱۱۱ سال نوری از زمین قرار دارد.


در سال‌های ۲۰۱۶ و ۲۰۱۷، بنکه و گروهش سعی کردند کمک تلسکوپ فضایی هابل اطلاعات زیادی درباره اتمسفر K2-18b به دست آورند. مواد شیمیایی و مولکول‌های اطراف یک سیاره‌ی فراخورشیدی می‌توانند اطلاعات بیشتری را درمورد آن‌چه ممکن است روی سطح سیاره وجود داشته باشد، در اختیار پژوهشگران قرار ‌دهند. برای مثال، مقدار قابل‌توجه متان در اتمسفر زمین محصول فرعی ارگانیسم‌های بیولوژیکی فراوانی است که روی زمین زندگی می‌کنند.

مطالعه‌ی اتمسفر یک سیاره‌ی فراخورشیدی

مطالعه‌ی اتمسفر یک سیاره‌ی فراخورشیدی به‌ویژه سیاره‌هایی که ازنظر اندازه مشابه زمین می باشند، سخت است. نور این سنگ‌های فضایی دور به‌آسانی تحت‌تأثیر نوری که از ستاره‌ی میزبان آن‌ها می‌آید، قرار می‌گیرد و دیدن آن‌ها را بسیار مشکل می‌سازد. به‌منظور شناسایی آن‌چه در اتمسفر یک سیاره‌ی فراخورشیدی است، پژوهشگران باید نور ستاره را وقتی که از لبه‌های بیرونی این سیاره (اتمسفر آن) خارج می‌شود، نظاره گر. هنگامی که نور از گاز عبور می‌کند، کمی منحرف می‌شود و این امر نشان‌دهنده‌ی نوع مولکول‌هایی است که در آن فضا وجود دارند. این یک اندازه‌گیری بسیار حساس و چالش‌برانگیز است.

پژوهشگران درمورد K2-18b خوش‌شانس بودند زیرا این سیاره دارای اتمسفری است که گسترش زیادی در فضا دارد و این امر مشاهده‌ی آن را آسان‌تر می‌کند.

بنکه می‌گوید:

سیاره‌ی K2-18b تا حدی به یک جهان هیبریدی شباهت دارد که دارای هسته‌ای سنگی است؛ اما بیشتر حجم آن را گاز تشکیل می‌دهد.

سیاره‌ی مورد بحث همچنین در اطراف یک ستاره‌ی کوچک کم نور که به‌عنوان یک کوتوله‌ی قرمز شناخته می‌شود، می‌چرخد که نور آن به اندازه‌ی ستاره‌ای مانند خورشید نمی باشد. این امر مطالعه‌ی سیاره‌هایی را که ممکن است در این حوالی در حال گردش باشند، ساده تر می‌کند. بنکه و گروهش سیاره را طی هشت بار عبور مشاهده کردند. این امر به آن‌ها اجازه داد بخار آب موجود در اتمسفر آن را شناسایی کنند. سپس مدل‌سازی‌های اقلیمی انجام دادند و دریافتند که احتمالا این بخارها به شکل باران روی سطح این سیاره می‌بارند.

بنکه می‌گوید:

اگر شما با هر زیست‌شناسی صحبت کنید، درمی‌یابید که آن‌ها به بخار آب اهمیتی نمی‌دهند؛ برای آن‌ها آب مایع مهم است زیرا ازنظر بیولوژی فقط آب اهمیت دارد.

اینگو والدمن، دانشمند اخترفیزیک دانشگاه کالج لندن و یکی از نویسندگان مقاله‌ی Nature Astronomy است. او و همکارانش نیز داده‌های جمع‌آوری‌شده به‌وسیله‌ی بنکه را تجزیه‌و‌تحلیل کرده و وجود بخار آب را در اتمسفر این سیاره تأیید کردند.

ترکیب سطح سیاره فرا خورشیدی K2-18b

البته ما هنوز چیز زیادی درمورد این سیاره نمی‌دانیم مخصوصا درمورد ترکیب سطح آن اطلاعاتی نداریم. سیگر خاطرنشان می‌کند که سیاره‌هایی مانند زهره یا مریخ که فرض می‌شود همچون زمین سنگی باشند، دارای اندازه‌ای کمتر از ۱/۶ برابر سیاره‌ی ما هستند. سیاره‌ی جدید ۲/۳ برابر اندازه‌ی زمین است و براین اساس، احتمالا سطح آن کاملا سنگی نیست.

سیگر می‌گوید:

این بالای آستانه قرار دارد. یا یک هسته‌ی سنگی است که با پوشش عظیمی از اتمسفر احاطه شده یا شاید نیمی از آن از آب یخزده تشکیل شده باشد.

هرکدام از این گزینه‌ها هم که باشد، برای وجود اقیانوس‌هایی مانند آنچه روی زمین دیده می‌شود، مناسب نیست.

سیگر می‌گوید:

این اجرام که مینی‌نپتون نام دارند فراوان‌اند و ما نمی‌دانیم آن‌ها چه هستند.

در‌حالی‌که یافته‌های حاضر قابل‌توجه می باشند، جست‌وجو برای کشف بزرگ‌ترین موضوع همچنان ادامه دارد: یک سیاره‌ی فراخورشیدی سنگی که آب در اتمسفر آن موجود باشد. چنین اتفاقی روز بزرگی برای جامعه‌ی سیاره‌های فراخورشیدی خواهد بود و سیاره پیدا شده نزدیک‌ترین جرم آسمانی قابل مقایسه با زمین خواهد بود.

مطالعات بعدی درباره سیاره فرا خورشیدی K2-18b

پژوهشگران قصد دارند که در ادامه K2-18b را بیشتر مورد مطالعه قرار دهند و ترکیب گازهای موجود در اتمسفر آن را شناسایی کنند. تلسکوپ‌های قدرتمندتری که قرار است در آینده به کمک آن‌ها بیاید، اطلاعات کاملتری را در اختیار آن‌ها قرار خواهد داد.تلسکوپ فضایی جیمز وب ناسا پس از پرتاب در سال ۲۰۲۱، قدرتمندترین تلسکوپ جهان خواهد بود که اطلاعات بیشتری را درمورد سطح و اتمسفر K2-18b جمع آوری خواهد کرد. این تلسکوپ می تواند علاوه بر مینی‌نپتون‌ها، کل سیاره‌های کوچک‌تر از K2-18b و سیاره‌های مشابه با زمین را مورد مطالعه قرار دهد.

بنکه می‌گوید:

این نخستین قدم به‌سوی کشف سیاراتی است که در دمای مناسب در اطراف دیگر ستاره‌ها در حال گردش هستند تا ببینیم چه اتفاقی در آنجا می‌افتد.

در حال حاضر، ما می‌دانیم که سیاره‌ی مذکور احتمالا مرطوب است اما احتمال وجود حیات در آن کم است.

منبع
زومیت
برچسب ها
نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن
بستن